Номер 12, страница 110 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Вещества и их свойства. Параграф 21. Соли. Примените свои знания - номер 12, страница 110.

Условие.

12. В раствор сульфата меди(II) опустили железную пластину. Через некоторое время масса пластины увеличилась на 1,2 г. Определите массу меди, выделившейся на пластине.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Увеличение массы пластины: $\Delta m = 1.2$ г

Найти:

Массу выделившейся меди: $m(Cu) - ?$

Решение:

При опускании железной пластины в раствор сульфата меди(II) происходит реакция замещения. Железо, как более активный металл, вытесняет медь из её соли. При этом атомы железа с поверхности пластины переходят в раствор в виде ионов $Fe^{2+}$, а ионы меди $Cu^{2+}$ из раствора восстанавливаются до атомов металлической меди и оседают на пластине.

Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

Из этого уравнения видно, что на каждый 1 моль растворившегося железа на пластине выделяется 1 моль меди.

Масса пластины изменяется, потому что молярная масса меди больше молярной массы железа.

Молярная масса железа: $M(Fe) \approx 56$ г/моль.

Молярная масса меди: $M(Cu) \approx 64$ г/моль.

Пусть в реакцию вступило $x$ моль железа. Тогда масса растворившегося железа равна:

$m(Fe)_{\text{раств.}} = n(Fe) \times M(Fe) = x \times 56 = 56x$ г

Согласно уравнению реакции, при этом на пластине выделилось $x$ моль меди. Масса выделившейся меди равна:

$m(Cu)_{\text{выдел.}} = n(Cu) \times M(Cu) = x \times 64 = 64x$ г

Увеличение массы пластины ($\Delta m$) — это разница между массой осевшей меди и массой растворившегося железа.

$\Delta m = m(Cu)_{\text{выдел.}} - m(Fe)_{\text{раств.}}$

Подставим известные значения и полученные выражения в эту формулу:

$1.2 \text{ г} = 64x - 56x$

$1.2 = 8x$

Отсюда находим количество вещества $x$:

$x = \frac{1.2}{8} = 0.15$ моль

Это количество вещества как прореагировавшего железа, так и выделившейся меди.

Теперь мы можем найти массу меди, выделившейся на пластине, зная её количество вещества:

$m(Cu)_{\text{выдел.}} = n(Cu) \times M(Cu) = 0.15 \text{ моль} \times 64 \text{ г/моль} = 9.6$ г

Ответ: масса меди, выделившейся на пластине, составляет 9,6 г.